制造绿光并不容易。多年来，科学家们已经制造出能发出红光和蓝光的小型高质量激光器。然而，他们通常采用的方法——将电流注入半导体——在制造发射黄光和绿光波长的微型激光器时效果并不好。
研究人员将可见光光谱这一区域内缺乏稳定、微型激光器这一现象称为“绿色空白”。填补这一空白将为水下通信、医疗等带来新的机遇。
绿色激光笔已经存在了25年，但它们只能发出窄光谱的绿光，而且没有集成在芯片中，无法与其他设备协同执行有用的任务。
微型新型激光器填补了可见光彩虹色的长期空白，开辟了新的应用
紧凑型激光二极管可以发射红外、红光和蓝光波长，但在产生绿光和黄光波长方面效率极低，这一区域被称为“绿隙”。图片来源：S. Kelley/NIST
现在，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的科学家通过修改一个微小的光学元件缩小了绿色差距：一个环形微谐振器，小到可以装在芯片上。这项研究发表在《光：科学与应用》杂志上。
微型绿色激光光源可以改善水下通信，因为在大多数水生环境中，水对蓝绿波长几乎是透明的。其他潜在应用包括全彩激光投影显示器和医疗状况的激光治疗，包括糖尿病视网膜病变，即眼部血管增生。
这一波长范围内的紧凑型激光器对于量子计算和通信应用也很重要，因为它们有可能将数据存储在量子比特中，量子比特是量子信息的基本单位。目前，这些量子应用依赖于体积、重量和功率较大的激光器，这限制了它们在实验室外部署的能力。
多年来，由 NIST 和联合量子研究所 (JQI，NIST 与马里兰大学的研究合作伙伴) 的 Kartik Srinivasan 领导的团队一直使用由氮化硅组成的微谐振器将红外激光转换为其他颜色。当红外光被泵入环形谐振器时，光会旋转数千次，直到达到足以与氮化硅强烈相互作用的强度。这种相互作用称为光学参量振荡 (OPO)，会产生两种新波长的光，称为闲置光和信号光。